晶圆再生清洗方法有哪些

晶圆再生清洗是半导体制造过程中至关重要的环节，其目的是去除表面污染物以确保后续工艺的准确性和器件性能。以下是常见的晶圆再生清洗方法及其技术特点：

湿法清洗（主流方案）

RCA清洗法

SC-1（APM）：使用氨水、过氧化氢和水的混合液，主要去除有机污染物及细颗粒，并在表面形成薄氧化硅层35；典型配比为NH₄OH:H₂O₂:H₂O = 1:4:20，温度约80°C。

SC-2（HPM）：采用盐酸、过氧化氢和水的混合溶液，针对金属离子污染进行清洗，留下钝化层防止二次污染35；常用配比为HCl:H₂O₂:H₂O = 1:1:6，温度控制在85℃左右。

吡拉尼亚清洗法（Piranha Etch Clean）：通过硫酸与过氧化氢的强氧化性混合溶液（典型比例3:1或4:1）高效分解顽固有机物和光刻胶残留，适用于高精度要求的工艺步骤3。需严格控制温度以避免损伤晶圆。

氢氟酸基清洗

稀氢氟酸（DHF）：用于去除自然氧化层，配比通常为HF:H₂O = 1:50，常温操作；

缓冲氢氟酸（BHF）：含NH₄F的缓冲体系可更温和地剥离氧化膜，减少对基底材料的腐蚀风险。

超声波/兆声波清洗：利用高频声波在液体中产生空化效应，破坏颗粒与晶圆表面的结合力。其中兆声波因更高频率能处理亚微米级颗粒且不损伤表面，尤其适合制程。

干法清洗

等离子清洗：通过等离子体中的活性粒子与污染物反应实现去污，无需化学溶剂，适用于保持表面完整性的场景。常用于去除结构复杂的二氧化硅层，但对污染物类型选择性较强。

臭氧清洗（Ozone Cleaning）：基于臭氧的强氧化性分解有机物为二氧化碳和水，环保且无化学残留。逐渐替代传统溶剂型清洗，成为新兴趋势。

辅助工艺与设备

预清洗阶段：先以去离子水（DI Water）初步冲洗大颗粒杂质，再结合超声波松动附着物，为后续深度清洗做准备。

终清洗与干燥

去离子水漂洗：清除残留化学品；

臭氧水强化处理：进一步氧化微量有机物；

旋转甩干+氮气吹扫：高速离心脱水后用惰性气体确保表面干燥，避免水痕再污染。

自动化系统应用：现代产线多采用单片式清洗设备替代传统批量处理，提升均匀性和良率控制能力，尤其适配大尺寸晶圆及高复杂度工艺需求5。

实际生产中通常根据污染物类型组合多种方法，例如先用物理手段松动颗粒，再通过化学反应溶解特定物质，最后用高纯度介质保障洁净度。随着制程节点向纳米级演进，清洗技术正朝更高精度、更低环境影响的方向发展。